Question

【题目】请阅读下面的文章，回答相关问题：

诺贝尔奖委员会在1988年宣布光合作用研究成果获奖的评语中称“光合作用是地球上最重要的化学反应”．光合作用受到如此重视，其原因是在人们目前已知的宇宙星体中，只有地球表层有一个由大量生物形成的生物圈在运转，而其形成和维持都需要依靠光合作用提供的有机物和氧气．

早在20世纪80年代就有研究者提出了人工光合作用的概念，它是模拟自然界的光合作用过程，利用光能分解水制造氢气，或固定二氧化碳制造有机物．2015年，科学家构建了一套由纳米线和细菌组成的独特系统，该系统可捕捉到尚未进入空气中的二氧化碳，这一过程模拟自然界的光合作用．在自然界中，植物利用太阳能将二氧化碳和水转化成碳水化合物．不过，人工光合作用的想法则将二氧化碳和水转换为醋酸酯，而醋酸酯是很多生物合成反应的基础．该技术的关键之一是S．ovate细菌，这是一种很好的二氧化碳催化剂，能生成醋酸，而醋酸能用于生产各种化工品，包括可与汽油相媲美的燃料﹣﹣丁醇．

在近似自然阳光照射200小时的环境下，科学家团队实现的太阳能转化率为0.38%，这与自然界（光合作用）叶片的转化率相同．科学家正在研发第二代系统，太阳能﹣化学能转化率为3%．如果有一天用划算的成本，将转化率提升到10%，这项技术就能实现商业化．

随着社会的不断进步，全球能耗也在逐年增加，据预测到2050年世界能源需求量将达到2000年的两倍．同时化石能源的大量使用带来了一系列环境和生态问题，二氧化碳的大量排放已导致严重的温室效应，并引起全球性的气候变化．面对全球变暖、化石燃料目益枯竭的问题，人工光合作用以取之不尽的太阳能为能量来源，在不排出二氧化碳的情况下合成化学物质，是一种具有重要意义的能源转换方式．

（1）光合作用作为地球上最重要的化学反应，在自然界中主要在植物体内进行，光合作用的场所为植物细胞中的__．

（2）自然界的光合作用和人工光合作用都有共同的原料，即利用__和水来合成有机物，从而实现从__能向化学能的转化．

（3）文中人工光合作用的实现过程，依赖于S．ovate细菌，它的结构与下列哪种生物的结构更为相似__．

A．噬菌体 B．酵母菌 C．衣藻 D．大肠杆菌

（4）化石燃料的大量使用带来了一系列环境和生态问题，如温室效应的日益加剧．导致温室效应的主要气体为__．

（5）请你列举出一项人工光合作用的应用前景：__．

Answer 1

【答案】 叶绿体 二氧化碳 光能 D 二氧化碳 ①面对全球变暖、化石燃料日益枯竭的问题，人工光合作用以取之不尽的太阳能为能量来源，在不排出二氧化碳的情况下合成化学物质，是一种具有重要意义的能源转换方式．②人工光合作用的想法则将二氧化碳和水转换为醋酸酯，而醋酸酯是很多生物合成反应的基础．醋酸能用于生产各种化工品，包括可与汽油相媲美的燃料﹣﹣丁醇

【解析】（1）绿色植物的光合作用是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程。叶绿体是光合作用的场所，是能量转换器。

（2）自然界的光合作用和人工光合作用都有共同的原料，即利用二氧化碳和水来合成有机物，从而实现从光能向化学能的转化。

（3）噬菌体又叫细菌病毒，属于病毒，病毒无细胞结构，A不符合题意；
酵母菌属于真菌，细胞内有成形的细胞核，B不符合题意；
衣藻是单细胞生物，有细胞结构，且细胞内有成形的细胞核，C不符合题意；

大肠杆菌是一种细菌，属于原核生物，D符合题意。

（4）化石燃料的大量燃烧，造成大气中二氧化碳含量不断上升，从而引起温室效应。产生的二氧化硫、二氧化氮等污染物溶于雨水，会形成酸雨。

（5）①面对全球变暖、化石燃料日益枯竭的问题，人工光合作用以取之不尽的太阳能为能量来源，在不排出二氧化碳的情况下合成化学物质，是一种具有重要意义的能源转换方式。 ②人工光合作用的想法则将二氧化碳和水转换为醋酸酯，而醋酸酯是很多生物合成反应的基础。醋酸能用于生产各种化工品，包括可与汽油相媲美的燃料——丁醇（答案合理即可得分）。